RO134769B1 - Mechanical-electrical device with gravitational compensation for electric power generation - Google Patents
Mechanical-electrical device with gravitational compensation for electric power generation Download PDFInfo
- Publication number
- RO134769B1 RO134769B1 ROA202000653A RO202000653A RO134769B1 RO 134769 B1 RO134769 B1 RO 134769B1 RO A202000653 A ROA202000653 A RO A202000653A RO 202000653 A RO202000653 A RO 202000653A RO 134769 B1 RO134769 B1 RO 134769B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- generator
- assembly
- wheels
- mechano
- wheel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/10—Alleged perpetua mobilia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K25/00—Auxiliary drives
- B60K25/08—Auxiliary drives from a ground wheel, e.g. engaging the wheel tread or rim
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
- F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
- F02B63/044—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators the engine-generator unit being placed on a frame or in an housing
- F02B63/047—Movable engine-generator combinations on wheels
Description
RO 134769 Β1RO 134769 Β1
Invenția se referă la un dispozitiv și un sistem, prin intermediul cărora se generează în mod autonom energie electrică.The invention relates to a device and a system, by means of which electrical energy is autonomously generated.
Domeniul tehnic al invenției se referă la sistemele de generare a energiei electrice, atât statice cât și dinamice, care transformă în energia electrică alte tipuri de energie.The technical field of the invention refers to electrical energy generation systems, both static and dynamic, which convert other types of energy into electrical energy.
Se cunosc mai multe invenții prin care se dorește obținerea energiei electrice utilizând energia cinetică a unui corp în mișcare.Several inventions are known by which it is desired to obtain electrical energy using the kinetic energy of a moving body.
Astfel în documentul US 2012152634 A1 este prezentat un ansamblu în care o a cincea roată montată sub vehicul este în contact cu un generator pentru a produce energie electrică.Thus in document US 2012152634 A1 an assembly is presented in which a fifth wheel mounted under the vehicle is in contact with a generator to produce electricity.
Se mai cunoaște și documentul US 9425671 B1, care dezvăluie un dispozitiv de generare a energiei electrice obținută din deplasarea vehiculelor, format dintr-o bază mobilă cuprinzând o platformă și o axă cu o pereche de roți montate în capete, axa incluzând un set de angrenaje diferențiale și o pereche de arbori de ax care se extind de la setul de angrenaje diferențiale și având o roată montată pe fiecare axă, astfel încât rotația roților să rotească arborii și setul de angrenaje diferențiale, axa incluzând și un scripete de ieșire montat pe setul de angrenaje diferențiale care poate fi rotit, iar un ansamblu generator este montat pe baza mobilă, fiind format dintr-un generator electric având un arbore de intrare și un scripete de intrare montată pe arborele de intrare, o curea de transmisie este montată pe scripetele de intrare și scripetele de ieșire, un circuit de ieșire a puterii conectat electric la generator și o baterie conectată electric la generator pentru a primi energie de la circuitul de ieșire de putere al ansamblului generatorului.Also known is document US 9425671 B1, which discloses a device for generating electrical energy obtained from the movement of vehicles, consisting of a mobile base comprising a platform and an axle with a pair of wheels mounted at the ends, the axle including a set of gears differentials and a pair of axle shafts extending from the differential gear set and having a wheel mounted on each axle such that rotation of the wheels rotates the shafts and the differential gear set, the axle also including an output pulley mounted on the differential gear set differential gears that can be rotated, and a generator assembly is mounted on the movable base, consisting of an electric generator having an input shaft and an input pulley mounted on the input shaft, a transmission belt is mounted on the input pulley and the output pulley, a power output circuit electrically connected to the generator, and a battery electrically connected to the generator to receive power from generator assembly power output circuit.
De asemenea, mai este cunoscut documentul US 20110320074 A1, care dezvăluie un mecanism de recuperare și refolosire a energiei cinetice, care poate fi montat în partea de jos a unui vehicul pentru un centru de greutate scăzut și cu o reducere minimă a spațiului interior, energia cinetică recuperată fiind transformată în energie electrică prin intermediul unui generator electric.Also known is US 20110320074 A1, which discloses a kinetic energy recovery and reuse mechanism that can be mounted at the bottom of a vehicle for a low center of gravity and with minimal reduction in interior space, energy recovered kinetic energy being transformed into electrical energy by means of an electrical generator.
Se mai știe și documentul US 20100327600 A1, în care este dezvăluit un sistem de generare a energiei, care conține cel puțin o roată, un braț de tracțiune este cuplat pivotabil la un tren de rulare al unui vehicul pentru a converti energia de rotație generată de cel puțin o roată în energie electrică.Also known is document US 20100327600 A1, in which a power generation system is disclosed, containing at least one wheel, a traction arm is pivotally coupled to a vehicle undercarriage to convert rotational energy generated by at least one wheel in electricity.
Dezavantajul acestei invenții, precum și a altor soluții existente, este datorat faptului că producerea energiei electrice prin aceste metode implică un consum sporit de energie mecanică, respectiv un consum suplimentar al motorului, aceste soluții fiind ineficiente din punct de vedere al balanței energetice.The disadvantage of this invention, as well as other existing solutions, is due to the fact that the production of electricity by these methods involves an increased consumption of mechanical energy, respectively an additional consumption of the engine, these solutions being inefficient from the point of view of the energy balance.
Problema tehnică pe care își propune să o rezolve invenția, constă în generarea de energie electrică cu un consum minim de energie mecanică.The technical problem that the invention aims to solve consists in the generation of electrical energy with a minimum consumption of mechanical energy.
Soluția rezolvă problema tehnică prin dispozitivul mecano-electric cu compensare gravitațională și sistemul autonom de generare a energiei electrice. Dispozitivul mecano-electric este constituit dintr-un ansamblu de două roți, un angrenaj de transmisie, un braț central care găzduiește un generator fixat într-o carcasă cilindrică, un amortizor și un cap de prindere la un ansamblu culisant fixat pe carcasa gazdă. Sistemul folosește diverse variante de asamblare statice sau mobile a dispozitivului mecano-electric și pe lângă acesta cuprinde un modul de comandă și control, niște senzori și o baterie cu acumulatori, cu scopul de a genera energie electrică în mod autonom.The solution solves the technical problem through the mechano-electrical device with gravity compensation and the autonomous power generation system. The mechano-electrical device consists of a two-wheel assembly, a transmission gear, a central arm housing a generator fixed in a cylindrical housing, a damper and a clamping head to a sliding assembly fixed to the host housing. The system uses various static or mobile assembly variants of the mechano-electrical device and in addition includes a command and control module, some sensors and a battery with accumulators, with the aim of generating electricity autonomously.
Principiul de funcționare a sistemului folosește energia gravitațională, respectiv distribuția greutății pe mai multe axe ale unui ansamblu cinematic.The operating principle of the system uses gravitational energy, i.e. the distribution of weight on several axes of a kinematic assembly.
RO 134769 Β1RO 134769 Β1
Gravitația nu este folosită pentru accelerarea ansamblului cinematic în sens clasic, 1 ci componenta ei pe o anumită axă creează un moment de rotație care se opune decelerării atunci când apar momentele forțelor de frânare, în cazul nostru frecările din ansamblul 3 cinematic și frânarea electromagnetică a generatorului.Gravity is not used to accelerate the kinematic assembly in the classical sense, 1 but its component on a certain axis creates a rotational moment that opposes the deceleration when the moments of the braking forces appear, in our case the frictions in the kinematic assembly 3 and the electromagnetic braking of the generator .
Compensarea gravitațională este o formă de reacțiune la acțiunea de frânare a 5 generatorului electric.Gravity compensation is a form of reaction to the braking action of the electric generator.
Când generatorul intră în sarcină, apare o forță electromagnetică datorită forței 7 Laplace între electromagneții și magneții permanenți care se transmite prin intermediul axului generatorului la angrenajul de transmisie. Din interacțiunea roților dințate ce compun 9 angrenajul de transmisie, rezultă că ansamblul de roți este frânat. Mai precis, el împinge de la stânga spre dreapta prin brațul generatorului în punctul de fixare. 11 în contrapartidă, greutatea generatorului și a brațului împing, tot prin intermediul punctului de fixare, dar în sens opus. în momentul în care greutatea generatorului și greu- 13 tatea brațului (care sunt alese în faza de proiectare, raportat la dimensiunile generatorului, respectiv la puterea acestuia și la momentul de torsiune), compensează, în mare parte, în 15 modul explicat mai sus, frânarea generatorului, apare o scădere a cantității de energie mecanică necesară pentru acționarea ansamblului rulant, deci și un consum mic de energie 17 electrică la motor.When the generator enters the load, an electromagnetic force arises due to the 7 Laplace force between the electromagnets and the permanent magnets which is transmitted through the generator shaft to the transmission gear. From the interaction of the gears that make up the 9 transmission gear, it follows that the wheel assembly is braked. More precisely, it pushes from left to right through the generator arm at the attachment point. 11 on the other hand, the weight of the generator and the arm push, also through the fixing point, but in the opposite direction. when the weight of the generator and the weight of the arm (which are chosen in the design phase, in relation to the dimensions of the generator, respectively to its power and to the torque moment), compensate, for the most part, in the manner explained above, braking the generator, there is a decrease in the amount of mechanical energy required to drive the rolling assembly, so also a small consumption of electrical energy 17 at the motor.
în mod obișnuit pentru a produce o anumită cantitate de energie electrică de către 19 un generator, este nevoie de o cantitate mai mare de energie mecanică (randament subunitar). De asemenea, pentru producerea unei cantități de energie mecanică de către un 21 motor electric este nevoie de o cantitate mai mare de energie electrică (din nou randament subunitar). Acest lucru se întâmplă și în cazul nostru cu fiecare element, motor și generator, 23 fiecare din ele separat, având randamente subunitare în cadrul funcționării în acest sistem. Dar datorită compensării gravitaționale care are loc ca urmare a acțiunii forței de greutate 25 a generatorului împreună cu cea a brațului, care exercită o forță de împingere pe axa brațului raportată la punctul de fixare din cadrul ansamblului culisant (punctul de fixare fiind o 27 suprafață de reacțiune/contră), „împingere” care are loc în direcția opusă față de direcția imprimată de frânarea generatorului în sarcină, rezultând diminuarea semnificativă a anergiei 29 de frânare transmisă în banda ansamblului rulant, de către ansamblul de roți, deci și consumul motorului electric, deoarece energia mecanică pe care acesta trebuie să o producă 31 pentru a învârti ansamblul de roți este mai mică.typically, to produce a given amount of electrical energy by a generator, a greater amount of mechanical energy (subunit output) is required. Also, to produce an amount of mechanical energy by an electric motor, a greater amount of electrical energy is needed (again sub-unit efficiency). This also happens in our case with each element, engine and generator, 23 each of them separately, having sub-unit yields within the operation in this system. But due to the gravitational compensation that occurs as a result of the action of the weight force 25 of the generator together with that of the arm, which exerts a pushing force on the axis of the arm relative to the fixing point within the sliding assembly (the fixing point being a surface of 27 reaction/counter), "push" that takes place in the opposite direction compared to the direction printed by the braking of the generator on load, resulting in the significant reduction of the braking energy 29 transmitted in the lane of the rolling assembly, by the wheel assembly, therefore also the consumption of the electric motor, because the mechanical energy it has to produce 31 to rotate the wheel assembly is less.
Astfel, forța de frânare a generatorului, prin această compensare gravitațională, este 33 transformată într-o mică frânare în plan orizontal și o apăsare în plan vertical pe suprafața de contact dintre ansamblul de roți și suprafața rulantă. Această apăsare verticală nu 35 impactează consumul motorului electric în mod semnificativ, deoarece ea se transmite în rulmenții conectați la carcasa sistemului rulant, care au o frânare minimă. 37Thus, the braking force of the generator, through this gravity compensation, is 33 transformed into a small braking in the horizontal plane and a pressure in the vertical plane on the contact surface between the wheel assembly and the rolling surface. This vertical pressure does not impact the consumption of the electric motor significantly, because it is transmitted to the bearings connected to the chassis of the rolling system, which have minimal braking. 37
Astfel, per total, cantitatea de energie electrică produsă de către sistem este mai mare decât cantitatea de energie electrică consumată de motor, în condițiile speciale de 39 funcționare cu viteză constantă a benzii rulante, cu toate că fiecare componentă în parte generator, motor - au randamente subunitare, toate acestea datorită faptului că energia 41 mecanică pe care trebuie să o producă motorul datorită frânării generatorului este compensată gravitațional în mare măsură. 43Thus, in total, the amount of electrical energy produced by the system is greater than the amount of electrical energy consumed by the engine, under the special conditions of 39 operation with constant speed of the conveyor belt, although each individual component, generator, engine - have sub-unit yields, all this due to the fact that the mechanical 41 energy that the engine must produce due to generator braking is gravitationally compensated to a great extent. 43
De asemenea, culisarea capului de prindere pe ansamblul culisant se produce cu un anumit consum de energie electrică, dar această cantitate este una nesemnificativă per total, 45 deoarece această culisare nu este continuă, ci din contră, ea se întâmplă rar și anume doar în momentele în care brațul cu generator trebuie poziționat la un anumit unghi față de 47 orizontală.Also, the sliding of the clamping head on the sliding assembly occurs with a certain consumption of electrical energy, but this amount is an insignificant one in total, 45 because this sliding is not continuous, but on the contrary, it happens rarely, namely only at moments in which the arm with the generator must be positioned at a certain angle to the 47 horizontal.
RO 134769 Β1RO 134769 Β1
Realizând controlul echilibrului dinamic al dispozitivului mecano-electric cu ajutorul gravitației și prin intermediul deciziilor luate la nivelul modulului de comandă și control, practic se reușește anihilarea momentelor forțelor de frânare ce se opun mișcării. Scopul acestui echilibru este mișcarea cu turație constantă a ansamblului de roți și implicit a rotorului generatorului electric.Realizing the control of the dynamic balance of the mechano-electric device with the help of gravity and through the decisions made at the level of the command and control module, it is practically possible to annihilate the moments of the braking forces that oppose the movement. The purpose of this balance is the constant speed movement of the wheel assembly and implicitly the rotor of the electric generator.
Astfel procesul de generare de energie electrică la nivelul sistemului afectează foarte puțin consumul de energie mecanică.Thus the process of generating electrical energy at the level of the system affects very little the consumption of mechanical energy.
Avantajele sistemului autonom pentru generarea energiei electrice prin compensare gravitațională sunt următoarele:The advantages of the autonomous system for the generation of electricity by gravity compensation are the following:
- este un sistem relativ simplu și ușor de construit;- it is a relatively simple and easy to build system;
- nu are un impact negativ asupra mediului;- does not have a negative impact on the environment;
- face posibilă generarea autonomă și distribuită a energiei electrice, independent de prezența altor surse de energie, amplasarea sistemelor urmărind cu eficiență nevoia de consum;- makes possible the autonomous and distributed generation of electricity, independent of the presence of other energy sources, the placement of systems efficiently following the need for consumption;
- crește în mod considerabil autonomia vehiculelor cu propulsie electrică, cu condiția adoptării unui regim de circulație preponderent cu viteză constantă.- considerably increases the autonomy of vehicles with electric propulsion, provided that a traffic regime is adopted predominantly at a constant speed.
Se dă un prim exemplu de realizare practică a dispozitivului mecano-electric cu compensare gravitațională și a sistemului autonom pentru generarea energiei electrice în legătură și cu figurile:A first practical example of the mechano-electrical device with gravity compensation and the autonomous system for the generation of electricity is given in connection with the figures:
- fig. 1, dispozitivul mecano-electric cu compensare gravitațională;- fig. 1, the mechano-electric device with gravity compensation;
- fig. 2, sistem autonom pentru generarea energiei electrice.- fig. 2, autonomous system for generating electricity.
Dispozitivul mecano-electric cu compensare gravitațională este format dintr-un ansamblu 1 de roți, un braț 2 central, un angrenaj 3 de transmisie și un ansamblu 4 culisant. Ansamblul 1 de roți este format din două roți la identice conectate între ele prin intermediul unui arbore 1b central, care este fixat de roțile 1a, rotindu-se o dată cu ele și are în centru roata 3a dințată motoare a angrenajului 3 de transmisie. Arborele 1b central se conectează cu cele două brațe 2a laterale ale brațului 2 central și cu amortizoarele 1c verticale prin intermediul unor rulmenți 1 d. Roata 3a dințată motoare acționează roata 3b dințată antrenată conectată la axul generatorului 2b. Amortizoarele 1 c verticale au rolul de a amortiza vibrațiile și de a acționa în plan vertical asupra ansamblului 1 de roți la nevoie.The mechanical-electric device with gravity compensation consists of a wheel assembly 1, a central arm 2, a transmission gear 3 and a sliding assembly 4. The wheel assembly 1 consists of two identical wheels connected to each other by means of a central shaft 1b, which is fixed to the wheels 1a, rotating together with them, and has in the center the driving gear wheel 3a of the transmission gear 3. The central shaft 1b connects with the two lateral arms 2a of the central arm 2 and with the vertical dampers 1c by means of bearings 1d. The motor gear 3a drives the driven gear 3b connected to the generator shaft 2b. The vertical shock absorbers 1 c have the role of dampening vibrations and acting in a vertical plane on the assembly 1 of wheels when needed.
Brațul 2 central este format din două brațe 2a de conectare la arborele 1b central al ansamblului 1 de roți, un generator 2b fixat într-o carcasă 2e cilindrică și conectat la ansamblul 1 de roți prin intermediul angrenajului 3 de transmisie, un amortizor2c longitudinal și un cap 2d de prindere la un ansamblul 4 culisant. Ansamblul 4 culisant este fixat pe gazda sistemului, care poate fi o carcasă fixă sau un vehicul mobil, permițând mișcarea brațului 2 central pe un arc de cerc în jurul arborelui 1b central.The central arm 2 consists of two arms 2a connecting to the central shaft 1b of the wheel assembly 1, a generator 2b fixed in a cylindrical housing 2e and connected to the wheel assembly 1 by means of the transmission gear 3, a longitudinal damper 2c and a head 2d for attachment to a sliding assembly 4. The sliding assembly 4 is fixed to the host of the system, which can be a fixed housing or a mobile vehicle, allowing the movement of the central arm 2 on a circular arc around the central shaft 1b.
Brațele 2a de conectare se fixează prin intermediul rulmenților 1d la arborele 1b central fiind situate de-o parte și de alta a roții 3a dințate motoare și sunt conectate și susțin carcasa 2e cilindrică ce fixează generatorul 2b. Acestea se întâlnesc după carcasa 2e cilindrică într-un corp comun care se continuă cu amortizorul 2c longitudinal. în vederea protejării angrenajului 3 de transmisie, se poate fixa în partea din față a brațelor 2a de conectare o carcasă de protecție a acestuia.The connecting arms 2a are fixed by means of the bearings 1d to the central shaft 1b being located on either side of the motor gear wheel 3a and are connected to and support the cylindrical housing 2e that fixes the generator 2b. They meet after the cylindrical housing 2e in a common body that continues with the longitudinal shock absorber 2c. in order to protect the transmission gear 3, a protective case can be fixed in the front of the connecting arms 2a.
Generatorul 2b este centrat longitudinal, fixat într-o carcasă 2e cilindrică și este conectat de ansamblul 1 de roți prin intermediul unui angrenaj 3 de transmisie cu roți dințate. Are dublu rol, pe de o parte de a genera energia electrică prin turația transmisă de la ansamblul 1 de roți și pe de altă parte greutatea lui este folosită, împreună cu cea a brațului 2 central pentru generarea în ansamblul 1 de roți a momentului de compensare a frânărilor datorate frecărilor și funcționării în sarcină a generatorului 2b.The generator 2b is longitudinally centered, fixed in a cylindrical housing 2e and is connected to the wheel assembly 1 by means of a transmission gear 3 with toothed wheels. It has a double role, on the one hand to generate the electrical energy through the speed transmitted from the wheel assembly 1 and on the other hand its weight is used, together with that of the central arm 2, to generate in the wheel assembly 1 the compensating moment of braking due to friction and operation under load of generator 2b.
RO 134769 Β1RO 134769 Β1
Amortizorul 2e longitudinal face legătura dintre carcasa 2e a generatorului și capul 1 2d de prindere de ansamblul 4 culisant. Are ca rol principal preluarea vibrațiilor care apar în timpul funcționării, datorate interacțiunilor care au loc în ansamblul 1 de roți, precum și 3 tendința de alunecare în anumite condiții a ansamblului 1 de roți.The longitudinal shock absorber 2e makes the connection between the housing 2e of the generator and the head 1 2d of attachment to the sliding assembly 4. Its main role is to take over the vibrations that occur during operation, due to the interactions that take place in the wheel assembly 1, as well as 3 the tendency of the wheel assembly 1 to slip under certain conditions.
Capul 2d de prindere face legătura între amortizorul 2e și ansamblul 4 culisant și este 5 prevăzut cu două brațe 2g laterale care culisează pe un arc de cerc având ca rază lungimea brațului 2 central. 7The clamping head 2d connects the shock absorber 2e and the sliding assembly 4 and is provided with two lateral arms 2g that slide on a circular arc having as radius the length of the central arm 2. 7
Ansamblul 4 culisant este fixat pe gazda sistemului și are rolul de a mișca și fixa capul 2d de prindere al brațului 2 central, în jurul ansamblului 1 de roți astfel încât să se 9 obțină poziția optimă a brațului 2 raportată la nevoile sistemului.The sliding assembly 4 is fixed on the host of the system and has the role of moving and fixing the clamping head 2d of the central arm 2, around the wheel assembly 1 so as to obtain the optimal position of the arm 2 related to the needs of the system.
Angrenajul 3 de transmisie este compus dintr-o roată 3a dințată motoare fixată pe 11 arborele 1b central și una sau mai multe roți 3b dințate antrenate, conectate la rotorul generatorului 2b prin axul acestuia. Rolul lui este de a transmite către generatorul 2b o 13 turație suficientă pentru funcționarea lui în sarcină. Raportul de transmisie este calculat în funcție de parametri dinamici și dimensiunile ansamblului 1 de roți. 15The transmission gear 3 is composed of a driving gear wheel 3a fixed on the central shaft 1b and one or more driven gear wheels 3b, connected to the rotor of the generator 2b through its shaft. Its role is to transmit to the generator 2b a speed sufficient for its operation in the load. The transmission ratio is calculated according to dynamic parameters and the dimensions of the 1 wheel set. 15
Modulul 5 de comanda și control preia informațiile venite de la senzorii 7, analizează și decide funcționarea optimă a sistemului. Modulul 5 de comandă și control are rolul de a 17 menține starea de echilibru dinamic a sistemului, ansamblul 1 de roți fiind păstratîn mișcarea de rostogolire fără alunecare pe calea de rulare. 19The command and control module 5 receives the information coming from the sensors 7, analyzes and decides the optimal operation of the system. The command and control module 5 has the role of 17 maintaining the state of dynamic equilibrium of the system, the assembly of wheels 1 being kept in rolling motion without slipping on the track. 19
Sistemul autonom pentru generarea energiei electrice, în acest exemplu de realizare practică este static și este compus din dispozitivul mecano-electric, ansamblul 6 rulant care 21 antrenează ansamblul 1 de roți, senzori 7, un modul 5 de comandă și control, o baterie 8 cu acumulatori cu rol în alimentarea motorului 6c și o carcasă 9 fixă și care conține toate 23 elementele componente ale sistemului.The autonomous system for generating electricity, in this example of practical implementation is static and is composed of the mechano-electrical device, the rolling assembly 6 which 21 drives the wheel assembly 1, sensors 7, a command and control module 5, a battery 8 with accumulators with a role in powering the engine 6c and a fixed housing 9 that contains all 23 component elements of the system.
Ansamblul 6 rulant este format dintr-o bandă 6a continuă care se mișcă între două 25 role, o rolă 6b motoare acționată de un motor 6c electric și o rolă 6d simplă care are și rol de întindere a benzii. între rola 6b motoare și rola 6c simplă mai sunt dispune una sau mai 27 multe role 6e de preluare a greutății dispozitivului mecano-electric, toate rolele fiind fixate pe niște elemente laterale conectate la carcasa 9, care e fixă. Carcasa 9 poate conține și niște 29 ghidaje laterale pentru fixarea ansamblului 1 de roți în timpul rotației acestuia.The rolling assembly 6 consists of a continuous belt 6a which moves between two rollers, a motor roller 6b driven by an electric motor 6c and a simple roller 6d which also has the role of stretching the belt. between the motor roller 6b and the simple roller 6c there are one or more rollers 6e for taking the weight of the mechanical-electrical device, all the rollers being fixed on some side elements connected to the casing 9, which is fixed. The housing 9 may also contain some side guides 29 for fixing the wheel assembly 1 during its rotation.
Carcasa 9 este construită în funcție de locul unde va fi amplasată, este fixată, 31 găzduiește și susține elementele constitutive ale sistemului.The casing 9 is built according to the place where it will be located, it is fixed, 31 houses and supports the constituent elements of the system.
Sistemul autonom pentru generarea energiei electrice funcționează în felul următor: 33 Se poziționează dispozitivul mecano-electric cu centrul de rotație pe aceeași verticală cu centrul rolei 6e de preluare a greutății, iar prin intermediul ansamblului 4 culisant se 35 fixează brațul 2 central la un anumit unghi cu verticala, astfel încât momentul creat de greutatea acestuia la nivelul ansamblului 1 de roți să fie opus ca sens momentului forțelor 37 de frânare (fig. 2).The autonomous system for generating electricity works in the following way: 33 The mechano-electrical device is positioned with the center of rotation on the same vertical as the center of the weight take-up roller 6e, and by means of the sliding assembly 4 the central arm 2 is fixed at a certain angle with the vertical, so that the moment created by its weight at the level of the wheel assembly 1 is opposite in direction to the moment of the braking forces 37 (fig. 2).
Se pornește motorul 6c electric alimentat de la bateria 8 de acumulatori, care 39 antrenează prin intermediul rolei 6b motoare a ansamblului rulant banda 6a rulantă respectiv ansamblul 1 de roți și generatorul 2b, într-o mișcare accelerată, până se imprimă rotorului 41 generatorului 2b turația dorită. Pe acest tronson solicitarea motorului 6c este maximă, iar generatorul nu este în sarcină. Pentru a evita alunecarea roților pe zona aceasta de accele- 43 rație, amortizoarele 1c verticale pot genera o apăsare suplimentară pe ansamblul 1 de roți.The electric motor 6c powered by the battery 8 is started, which 39 drives through the motor roller 6b of the rolling assembly the rolling belt 6a respectively the wheel assembly 1 and the generator 2b, in an accelerated movement, until the rotor 41 of the generator 2b is impressed with the speed desired. On this section the demand of the 6c engine is maximum, and the generator is not under load. To avoid wheel slippage in this acceleration zone, the vertical shock absorbers 1c can generate additional pressure on the wheel assembly 1.
în acest moment viteza de rotație rămâne constantă iar generatorul 2b este pornit în 45 sarcină. Cuplul de rotație generat ansamblului 1 de roți de către forțele de frânare datorate funcționării în sarcină a generatorului și frecărilor din ansamblul cinematic este maxim și este 47at this moment the rotation speed remains constant and generator 2b is switched on in 45 load. The rotational torque generated to the wheel assembly 1 by the braking forces due to the load operation of the generator and friction in the kinematic assembly is maximum and is 47
RO 134769 Β1 compensat de cuplul generat de componenta în lungul brațului 2 central a greutății acestuia față de punctul de contact cu suprafața de rulare a ansamblului 1 de roți. Capul 2d de prindere al dispozitivului este poziționat prin intermediul ansamblului 4 culisant până la nivelul la care sistemul este echilibrat dinamic, apăsarea pe ansamblul 6 rulant este minimă, iar din echilibrul momentelor forțelor care acționează asupra ansamblului 1 de roți rezultă că roțile 1 pot să-și continue mișcarea cu viteză constantă.RO 134769 Β1 compensated by the torque generated by the component along the central arm 2 of its weight relative to the point of contact with the running surface of the wheel assembly 1. The gripping head 2d of the device is positioned by means of the sliding assembly 4 to the level at which the system is dynamically balanced, the pressure on the rolling assembly 6 is minimal, and from the balance of the moments of the forces acting on the wheel assembly 1, it follows that the wheels 1 can and continue moving at constant speed.
Din echilibrul momentelor care acționează asupra ansamblului 1 de roți și apăsarea pe verticală minimă rezultă și un consum redus al motorului electric, acesta putând fi alimentat direct de la generator în timpul mișcării cu turație constantă.The balance of the moments acting on the wheel assembly 1 and the minimum vertical pressure also results in a reduced consumption of the electric motor, which can be fed directly from the generator during constant speed movement.
în funcție de capacitatea generatorului 2b și nevoile de energie electrică sistemul poate să conțină mai multe dispozitive mecano-electrice antrenate de același ansamblu 6 rulant, cu lungime mai mare și un număr corespunzător de role 6e de preluare a greutății, în acest caz trebuie ales un motor suficient de puternic pentru a putea accelera dispozitivele până la turația de lucru.depending on the capacity of the generator 2b and the electricity needs, the system may contain several mechanical-electrical devices driven by the same rolling assembly 6, with a longer length and a corresponding number of weight-taking rollers 6e, in this case a engine powerful enough to be able to accelerate the devices up to working speed.
Astfel sistemul generează suficientă energie electrică pentru alimentarea consumatorilor, independent de existența altor surse de energie.Thus the system generates enough electricity to supply the consumers, independent of the existence of other energy sources.
Se prezintă al doilea exemplu de realizare practică a sistemului autonom de generare a energiei electrice în legătură și cu figurile:The second practical example of the autonomous power generation system is presented in connection with the figures:
- fig. 3, vedere de ansamblu a sistemului autonom de generare a energiei electrice în varianta mobilă cu dispozitivul conectat la un vehicul auto;- fig. 3, overview of the autonomous power generation system in the mobile version with the device connected to a motor vehicle;
- fig. 4, vedere de ansamblu a sistemului autonom de generare a energiei electrice în varianta mobilă cu dispozitivul conectat la un vagon de tren.- fig. 4, overview of the autonomous power generation system in the mobile version with the device connected to a train car.
Sistemul autonom de generare a energiei electrice are dispozitivul mecano-electric conectat în partea inferioară a caroseriei unui vehicul, de preferat în zona lui mediană, unde a fost stabilit locul suficient pentru dimensiunile acestuia, având ansamblul 11 de roți în contact cu carosabilul, astfel încât momentul creat de greutatea brațului 2 central la nivelul ansamblului de roți să fie opus ca sens momentului forțelor de frânare (fig. 3). Ansamblul 11 de roți are o construcție specială, pentru a putea fi fixat la nivelul unui vehicul. Roțile 11 sunt adaptate pentru calea de rulare utilizată (carosabil, cale ferată).The autonomous electric power generation system has the mechano-electrical device connected to the lower part of the body of a vehicle, preferably in its median area, where sufficient space has been established for its dimensions, having the assembly of 11 wheels in contact with the road, so that the moment created by the weight of the central arm 2 at the level of the wheel assembly should be opposite in direction to the moment of the braking forces (fig. 3). The 11-wheel assembly has a special construction, so that it can be fixed at the level of a vehicle. The wheels 11 are adapted to the running path used (road, railway).
Scopul sistemului este de a produce energie electrică la nivelul vehiculelor aflate în mișcare, cu un consum minim de energie mecanică. Cantitatea de energie electrică produsă nu este suficientă pentru a putea acoperi nevoile energetice ale vehiculului pe parcursul mișcării accelerate ale acestuia, motorul fiind alimentat de pe bateria de acumulatori în această fază. Pentru palierele de mișcare cu viteză constantă corespunzătoare cu turația de lucru a generatorului 2b, când consumul motorului este minim, cantitatea de energie electrică poate fi suficientă pentru a alimenta direct motorul electric și pentru a încărca bateria.The aim of the system is to produce electrical energy at the level of moving vehicles with minimal mechanical energy consumption. The amount of electricity produced is not sufficient to cover the energy needs of the vehicle during its accelerated movement, the engine being powered from the battery during this phase. For the constant-speed motion landings corresponding to the working speed of the generator 2b, when the motor consumption is minimal, the amount of electrical energy can be sufficient to directly power the electric motor and charge the battery.
La pornirea de pe loc, motorul este alimentat de bateria vehiculului, capul 2d de prindere este coborât la un unghi care să-i permită preluarea forțelor de accelerație cu impact minim asupra sistemului. Amortizoarele 1 c verticale pot să exercite o apăsare suplimentară asupra ansamblului 11 de roți în caz de nevoie. Generatorul 2b nu este în sarcină la acest moment. în momentul ajungerii la viteza corespunzătoare turației de lucru, vehiculul se oprește din accelerație, rulând cu o viteză constantă, deci cu un consum minim. Generatorul 2b intră în sarcină alimentând motorul sau modulul de încărcare a bateriei. în acest moment cuplul de rotație al forțelor de frânare datorat producerii de energie electrică și frânărilor din ansamblul cinematic este maxim și este compensat de cuplul generat de componenta în lungul brațului 2 central a greutății acestuia. Capul 2d de prindere va fi culisat în față până la un punct la care sistemul devine echilibrat dinamic. Astfel acțiunea mecanică asupra vehiculului, deci consumul energetic datorat funcționării generatorului 2b este minim.When starting from a standstill, the engine is powered by the vehicle's battery, the gripper head 2d is lowered to an angle to allow it to pick up the acceleration forces with minimal impact on the system. The 1 c vertical shock absorbers can exert additional pressure on the 11 wheel assembly if needed. Generator 2b is not on load at this time. when reaching the speed corresponding to the working speed, the vehicle stops accelerating, running at a constant speed, therefore with minimal consumption. Generator 2b enters the load supplying the motor or the battery charging module. at this moment the rotational torque of the braking forces due to the production of electrical energy and braking in the kinematic assembly is maximum and is compensated by the torque generated by the component along the central arm 2 of its weight. The 2d grip head will be slid forward to a point where the system becomes dynamically balanced. Thus the mechanical action on the vehicle, so the energy consumption due to the operation of generator 2b is minimal.
RO 134769 Β1RO 134769 Β1
Sistemul are angrenajul 10 de transmisie tip cutie de viteze, astfel vor putea fi mai 1 multe viteze constante la care să se poată genera energie electrică, deci mai multe nivele de turații ale ansamblului 11 de roți pentru aceeași turație a generatorului 2b. în cazul în care 3 se schimbă condițiile de drum respectiv coeficientul de frecare între ansamblul 11 de roți și carosabil, brațul 2 central va fi culisatînainte sau înapoi prin acțiunea ansamblului 4 culisant, 5 pentru a echilibra aceste condiții.The system has the gearbox-type transmission gear 10, so there will be more constant speeds at which electricity can be generated, so more levels of speed of the wheel assembly 11 for the same speed of the generator 2b. if 3 the road conditions change, respectively the coefficient of friction between the wheel assembly 11 and the road, the central arm 2 will be slid forward or backward by the action of the sliding assembly 4, 5 to balance these conditions.
în timpul deplasării amortizoarele 1 c, 2c, preiau vibrațiile datorate interacțiunii dintre 7 ansamblu 11 de roți și carosabil, iar la situația de echilibru, acestea nu acționează asupra ansamblului 11 de roți. 9during movement, shock absorbers 1c, 2c absorb the vibrations due to the interaction between the 7 11 wheel assembly and the road, and in the equilibrium situation, they do not act on the 11 wheel assembly. 9
Modulul 5 de comandă și control preia informațiile venite de la senzorii 7, analizează și decide funcționarea optimă a sistemului. Modulul 5 este conectat la computerul central al 11 vehiculului de unde preia în timp real datele cu privire la parametri dinamici și ia decizii în conformitate cu nevoile sistemului. 13The command and control module 5 receives the information coming from the sensors 7, analyzes and decides the optimal operation of the system. The module 5 is connected to the central computer 11 of the vehicle from where it takes real-time data on dynamic parameters and makes decisions according to the needs of the system. 13
Modulul 5 de comandă și control are rolul de a menține starea de echilibru dinamic a sistemului, cu ajutorul senzorilor 7, ansamblul 11 de roți fiind păstrat în mișcarea de 15 rostogolire fără alunecare pe calea de rulare.The command and control module 5 has the role of maintaining the state of dynamic equilibrium of the system, with the help of sensors 7, the assembly of wheels 11 being kept in the movement of rolling 15 without slipping on the track.
în cazul în care apare un eveniment cu impact mecanic mare asupra brațului 2 17 central, cum ar fi un viraj strâns, o groapă mare, o frânare bruscă, eveniment identificat de senzorii existenți, modulul 5 de comandă și control poate să decidă ridicarea ansamblului 11 19 de roți de pe carosabil, prin intermediul amortizoarelor 1c verticale. Atunci când ansamblul 11 de roți este ridicat de la pământ, fie la plecarea de pe loc, fie în timpul mersului, ansam- 21 blul 11 de roți poate fi adus la turația corespunzătoare vitezei de deplasare a vehiculului și prin conversia generatorului 2b în motor și alimentarea acestuia de la baterie. 23in the event of an event with a high mechanical impact on the central arm 2 17, such as a sharp turn, a large pothole, a sudden braking event detected by the existing sensors, the command and control module 5 can decide to lift the assembly 11 19 wheels off the road, via vertical 1c shock absorbers. When the 11-wheel assembly is lifted from the ground, either when leaving the place or while driving, the 11-wheel assembly can be brought to the speed corresponding to the vehicle's traveling speed and by converting the generator 2b into the motor and powering it from the battery. 2. 3
Astfel sistemul produce suficientă energie încât să contribuie la o autonomie semnificativă a vehiculelor în condițiile deplasării cu viteză preponderent constantă. 25Thus, the system produces enough energy to contribute to a significant autonomy of the vehicles in conditions of movement at a predominantly constant speed. 25
Același sistem poate fi montat și la vehicule comerciale, remorci sau la nivelul trenurilor (fig.4), unde acesta poate fi montat la fiecare vagon, numărul sistemelor depinzând 27 de nevoile de energie electrică și capacitatea locomotivei de a accelera până la atingerea vitezei de lucru a generatoarelor. Trenul poate să transporte și containere de baterii cu 29 acumulatori care se pot încărca pe parcursul călătoriei.The same system can also be mounted on commercial vehicles, trailers or at the level of trains (fig.4), where it can be mounted on each wagon, the number of systems depending 27 on the electricity needs and the locomotive's ability to accelerate until reaching the speed of operation of the generators. The train can also carry battery containers with 29 batteries that can be charged during the journey.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202000653A RO134769B1 (en) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Mechanical-electrical device with gravitational compensation for electric power generation |
| PCT/RO2020/000015 WO2022086352A1 (en) | 2020-10-19 | 2020-10-27 | Gravitational compensation mechanical-electrical device and autonomous power generation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202000653A RO134769B1 (en) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Mechanical-electrical device with gravitational compensation for electric power generation |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO134769A0 RO134769A0 (en) | 2021-02-26 |
| RO134769A3 RO134769A3 (en) | 2022-01-28 |
| RO134769B1 true RO134769B1 (en) | 2022-10-28 |
Family
ID=73793784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA202000653A RO134769B1 (en) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | Mechanical-electrical device with gravitational compensation for electric power generation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO134769B1 (en) |
| WO (1) | WO2022086352A1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120152634A1 (en) | 2010-12-20 | 2012-06-21 | Matthew Skis | Electricity generating in a vehicle by way of a fifth wheel |
| WO2013182883A1 (en) * | 2012-06-05 | 2013-12-12 | G Cube S.R.L. | Device for transforming mechanical power and machine employing said device |
| WO2014132092A2 (en) * | 2013-02-21 | 2014-09-04 | Dimitrios Grammatopoulos | Autonomous running motor of active frame |
| JP6557027B2 (en) * | 2015-02-27 | 2019-08-07 | 導啓 金濱 | Rotational power amplifying device, rotary power generator and generator |
-
2020
- 2020-10-19 RO ROA202000653A patent/RO134769B1/en unknown
- 2020-10-27 WO PCT/RO2020/000015 patent/WO2022086352A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO134769A0 (en) | 2021-02-26 |
| RO134769A3 (en) | 2022-01-28 |
| WO2022086352A1 (en) | 2022-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2964474B1 (en) | Suspension structure and driving assembly comprising the same | |
| AU651644B2 (en) | Dual-input infinite-speed integral motor and transmission device | |
| US20040094928A1 (en) | Vehicle with electric motors | |
| US20140231165A1 (en) | Vehicle driving system | |
| US20060151220A1 (en) | Apparatus capable of running using electric wheels | |
| CN101980883A (en) | System and method of differentiating rotational speed and torque between wheels of a hybrid vehicle | |
| CN102470747A (en) | Propulsion device for automobile with portal axle comprising an electrical machine | |
| CN101219638A (en) | Vehicle drive device | |
| US9537372B2 (en) | Method and structure for applying frequency resonance in automobile kinetic power generation | |
| CN104760513A (en) | Whole process energy dynamic recovery range increase system and methods of full electric vehicle | |
| RO134769B1 (en) | Mechanical-electrical device with gravitational compensation for electric power generation | |
| CN101985278B (en) | Reduction type wheel electric drive and vertical jitter type suspension system of electric vehicle | |
| US11919332B2 (en) | Vehicle wheel assembly and method | |
| US20220097659A1 (en) | Vehicle wheel assembly | |
| CN109094355B (en) | A kind of hub motor for electric automobile driving device and implementation method | |
| CN212708946U (en) | Universal joint telescopic transmission shaft of linked wheel drive generator | |
| CN212672209U (en) | Universal joint steel wire flexible shaft for connecting wheel driving generator | |
| KR102501840B1 (en) | Suspension for Inwheel System Vehicle | |
| JPH035221A (en) | Driving device of generator of electronic car for charging during running | |
| KR102557963B1 (en) | Electric vehicle installed high efficiency generator | |
| CN211809067U (en) | Power generation device for providing power for new energy automobile | |
| KR101349366B1 (en) | Method to control air-pressure of tire of the in-wheel electric vehicle of using acceleration sensor and system for the same | |
| CN111873816A (en) | Wheel-linked universal joint steel wire flexible shaft driven generator for supplying power to driving motor | |
| CN111634184A (en) | Wheel-linked universal joint telescopic transmission shaft driven generator | |
| CN108032727A (en) | A kind of In-wheel-motor driving system suitable for multiaxis pure electric coach |